基于光学原理的三维扫描技术通过光学系统对物体空间外形进行扫描,获取物体的三维信息,具有非接触性、高精度和高分辨率等优点。目前,工作距在1 m内的结构光三维扫描重建精度可达0.01 mm量级,点云数量可达百万量级。而采用纹理重建技术能进一步呈现扫描物体的色彩、材质等信息,提高了重建物体的真实感。由于相机误差和光照环境等因素影响,在纹理映射后纹理图像中容易产生接缝、模糊和重影等现象。通过建立相机模型,推导三维空间点和二维图像间的映射关系,归纳造成纹理残留处理痕迹的原因;分类介绍不同策略下消除纹理重建中残留处理痕迹的方法,总结其研究成果在纹理重建中的作用;针对纹理重建中尚存在的不足,对彩色三维扫描的纹理重建方法的发展方向进行了展望。

提出一种基于相位辅助系统的三维纹理重建方法,将采集到的纹理照片映射到几何模型表面,以实现对几何表面的纹理色彩的融合处理。建立了纹理映射优化函数,优化了目标物体和纹理照片的映射,并通过纹理融合处理,在最大程度上保证了目标物体纹理的逼真度,最终可得到逼真的三维物体纹理重建结果。还对局部缺失的目标模型或未采集到的局部纹理进行了修复,实现了三维纹理表面的自然过渡,从而保证目标模型纹理的完整性和一致性。不同类型实物的实验结果均证明该本文算法的可行性和有效性。

提出一种基于马尔科夫优化策略复杂自由曲面的纹理重建方法，该方法利用实验室研制的三维数字化设备对目标物体的深度数据和纹理数据进行采集，将局部采集的深度像数据匹配到全局坐标系下，建立物体的几何模型; 然后通过坐标变换，把采集的纹理照片映射到重建的几何模型表面，并进行曲面纹理融合处理，实现自由曲面的纹理重建.该方法对物体的形貌没要求，能实现结构复杂的自由曲面的纹理重建，得到高保真质量的真实感模型.采用该算法对几种不同的实物进行数据采集和真实感三维重建，实验结果验证了算法的可靠性和有效性.

计算机辅助光学三维数字化技术作为一种有力的工具，可应用于文物三维原真信息的获取、存储和修复.本文提出一种获取可移动文物高准确度彩色三维数字成像法，包括基于光束平差的标定技术和相位辅助的主动三维成像技术.报道了可移动文物三维成像与建模的方法构建和实现过程，并利用该方法对典型薄壁结构的青铜器进行实验研究，验证了所提出真实感三维成像方法的有效性，建立了一种用于可移动文物三维成像的仪器原型.

在将两个摄像机对同一坐标系(全局坐标系)标定的基础上,提出了距离数据及纹理的融合方法。以调制度为模板确定摄像机视线重叠区和数据空洞,在全局坐标中摄像机视线重叠区内根据单位面积采样点数序号最接近原则选取一定尺寸的区域作为数据拼接区。并且考虑在重叠区内一方数据有空洞时的补洞方法,将空洞边界相似放大后,新边界和原边界构成的重叠区域作为数据拼接区。在数据拼接区内将两边的数据以到拼接区中心线距离为权重进行加权平均,实现了数据平滑过渡。实验表明该方法是有效的,为数据融合提供了新途径。